靜鉆根植能源樁技術(shù)及其應(yīng)用

方鵬飛，張日紅，婁 揚(yáng)，劉春陽，潘衛(wèi)杰，張秋善，王忠瑾，謝新宇

1）浙大寧波理工學(xué)院，浙江寧波，315100；2）浙江大學(xué)寧波研究院，浙江寧波315100；3）中淳高科樁業(yè)股份有限公司，浙江寧波315145；4）浙江大學(xué)濱海和城市巖土工程研究中心，浙江杭州310058

近年來，全球極端天氣頻發(fā)，氣候問題已成為世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)問題.英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)和澳大利亞等先后提出了相關(guān)政策和法案［1-5］.中國(guó)政府高度重視氣候變化問題，2010年提出了《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》及相關(guān)任務(wù)，并開展相關(guān)科學(xué)研究，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，努力減緩全球氣候變化做出貢獻(xiàn)［1，6］.2016年，全世界178個(gè)國(guó)家共同簽署了《巴黎協(xié)定》，要求控制溫度上升［7］.2020年9月，中國(guó)提出碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)［8-9］.為達(dá)到這一目標(biāo)，除在各行業(yè)強(qiáng)化節(jié)能思維外，關(guān)鍵是從源頭上減少二氧化碳溫室氣體的排放.

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年中國(guó)建筑運(yùn)行能耗為10億t標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國(guó)能源消費(fèi)總量的21.7%，碳排放為21.1億t，占全國(guó)能源總碳排放的21.9%，控制建筑領(lǐng)域的碳排放對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)具有舉足輕重的地位［10］.2019年，中國(guó)能源消費(fèi)中，煤炭消費(fèi)量占57.7%，清潔能源僅占23.4%，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步優(yōu)化［10-11］.

作為一種清潔的、可再生的建筑節(jié)能技術(shù)，地源熱泵系統(tǒng)在建筑暖通與空調(diào)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用［12］.在建筑能耗中，接近60%為空調(diào)系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)能耗.與常規(guī)的電空調(diào)相比，地源熱泵系統(tǒng)能效比高，在運(yùn)行過程中還能同時(shí)提供生活熱水，綜合能效顯著.一般來說，淺層土體具有在達(dá)到一定深度后溫度常年基本保持不變的特點(diǎn).地源熱泵技術(shù)就是利用少量的電能，將淺層的低品位地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為高品位能，用于建筑供暖和制冷.據(jù)統(tǒng)計(jì)，與直接利用電能相比，地源熱泵系統(tǒng)能節(jié)約75%左右的電能［13］.據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)淺層地?zé)崮苣昃Y源量可達(dá)7億t標(biāo)準(zhǔn)煤，儲(chǔ)量巨大，地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景［13-14］.

20世紀(jì)80年代開始，奧地利和瑞士首先將地源熱泵技術(shù)與建筑物基礎(chǔ)相結(jié)合，開發(fā)利用淺層地?zé)崮埽Q之為能源基礎(chǔ)（energy foundation）［15］，包括能源樁、能源隧道、能源地連墻和能源筏板等.與傳統(tǒng)的鉆孔埋管地源熱泵技術(shù)相比，能源基礎(chǔ)以顯著的優(yōu)勢(shì)得到廣泛應(yīng)用.一方面，它能消除換熱管埋設(shè)的鉆孔費(fèi)用和渣土搬運(yùn)費(fèi)用；另一方面，能源基礎(chǔ)具有較大的換熱面積，能減少因換熱管間距小而引起的熱干擾現(xiàn)象，換熱效能顯著提高.

在能源基礎(chǔ)中，應(yīng)用較為廣泛的是能源樁（energy pile）.若夏天和冬天在土體中輸入和輸出的能量達(dá)到平衡，就能充分發(fā)揮土體良好的蓄能性能，比較適合于冬冷夏熱地區(qū).而在中國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)，特別是沿海地區(qū)，建筑樁基應(yīng)用相當(dāng)普遍，樁長(zhǎng)普遍在30 m以上，高層建筑樁基更是達(dá)到50 m以上，這類樁作為能源基礎(chǔ)，能發(fā)揮其承載和換熱兩種功能，而且換熱效能較高.

能源樁技術(shù)已在世界各地得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)階段主要是利用傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力管樁作為載體，在換熱管埋設(shè)過程中，換熱管的施工比較復(fù)雜，其安全性不易保證，而且對(duì)樁基施工工期影響較大，因此影響其推廣應(yīng)用.本研究對(duì)傳統(tǒng)能源鉆孔灌注樁和能源預(yù)制管樁施工工藝優(yōu)缺點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，介紹了靜鉆根植地?zé)崮茉礃都夹g(shù)，并結(jié)合實(shí)際工程開展其現(xiàn)場(chǎng)熱力原位試驗(yàn).

1 傳統(tǒng)能源樁技術(shù)

一般來說，能源樁主要利用豎向的圓形鉆孔灌注樁或圓形（方形）預(yù)制樁作為載體，施工過程中將換熱管附于鋼筋籠或樁身空心腔體內(nèi)，并保證換熱管與樁身混凝土或巖土體充分的接觸，讓樁基除承受和傳遞上部建筑荷載外，也起到換熱器的功能.

1.1 能源鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁與地源熱泵技術(shù)相結(jié)合形成能源鉆孔灌注樁［16-18］，主要的施工工藝包括：①定位和成孔.確定樁位，利用鉆頭進(jìn)行鉆孔，至設(shè)計(jì)標(biāo)高.②設(shè)置鋼筋籠.在成孔過程中，分節(jié)制作鋼筋籠.成孔完成后，將完整的（無接頭）換熱管固定于鋼筋籠，讓換熱管隨鋼筋籠一起沉入孔內(nèi).在鋼筋籠焊接過程中，要注意換熱管的保護(hù).③澆筑混凝土.完成鋼筋籠下放和清空后，利用導(dǎo)管澆筑混凝土，盡量減小其對(duì)鋼筋籠和換熱管的撞擊.④換熱管的保護(hù).在樁頭附近，將換熱管套管保護(hù)和封口.

在能源鉆孔灌注樁施工過程中，由于鋼筋籠是分段制作的，在焊接過程中要注意對(duì)換熱管的保護(hù)，否則會(huì)影響其安全性，同時(shí)會(huì)影響樁基的施工工期.由于要求換熱管沿樁身無接頭，故不能提前將其固定于鋼筋籠上，只能在鋼筋籠下沉過程中進(jìn)行人工固定.一般情況下鋼筋籠下沉速率遠(yuǎn)大于人工固定換熱管的速率，因此固定質(zhì)量較難保證.在混凝土澆筑過程中，套管的擺動(dòng)經(jīng)常會(huì)撞擊鋼筋籠和換熱管，影響換熱管的安全.因此，鉆孔能源灌注樁施工過程中，換熱管質(zhì)量和安全性的影響因素眾多，會(huì)影響樁基的施工工期.

1.2 能源預(yù)制管樁

預(yù)制管樁與地源熱泵技術(shù)相結(jié)合形成能源預(yù)制管樁［19-20］，主要的施工工藝包括：①定位和設(shè)置樁靴.確定樁位，沉樁前，管樁樁端設(shè)置實(shí)心樁靴，以保證沉樁過程中土體不進(jìn)入空腔內(nèi).②沉樁.利用靜壓和振動(dòng)等方式將預(yù)制樁沉入土層中，保證接樁時(shí)具有良好的焊接質(zhì)量.③設(shè)置換熱管.沉樁完成后，將換熱管直接放入樁身空心腔體內(nèi)，換熱管不應(yīng)含接頭.④灌回填料.在樁身空心腔體內(nèi)灌入回填料，可以是細(xì)砂、水泥漿或混合料等，需保證其填筑的密實(shí)性.⑤換熱管的保護(hù).在樁頭附近，將換熱管套管保護(hù)和封口.

在一些工程中，為減少沉樁的擠土效應(yīng)，預(yù)制樁也采用預(yù)鉆孔的施工工藝，待沉樁后將樁身空心腔體內(nèi)的土體用螺旋鉆取出，再設(shè)置換熱管和灌填充料，因此，這種方法對(duì)樁基施工工期影響較大.

能源預(yù)制管樁的施工中，若設(shè)置樁靴，會(huì)加大沉樁擠土效應(yīng)，擴(kuò)大對(duì)建筑物周邊環(huán)境的不利影響.若在樁身空心腔體內(nèi)取土，則需增加取土的施工工藝和造價(jià).同時(shí)，在樁身空心腔體內(nèi)設(shè)置換熱管，以預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁（如PHC 500）為例，管樁內(nèi)徑僅為210～250 mm，在換熱管自然下放過程中，樁越長(zhǎng)，換熱管間距較難控制，可能會(huì)造成換熱管交叉重疊的現(xiàn)象.研究表明，換熱管間距越小，產(chǎn)生熱干擾現(xiàn)象越明顯，能源樁的換熱效能越低［21］.

2 靜鉆根植能源樁技術(shù)

靜鉆根植樁是中淳高科樁業(yè)有限公司開發(fā)的一項(xiàng)樁基新技術(shù)，它充分利用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁（竹節(jié)樁）承載力高和施工方便的優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)傳統(tǒng)管樁施工過程中存在較大的擠土效應(yīng)，采用取土植樁的思路，對(duì)樁基施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)［22］.利用特殊的螺旋鉆頭，邊鉆孔邊注射水泥漿，將水泥漿和土體充分?jǐn)嚢韬笮纬闪鲬B(tài)的水泥土，再植入高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁（竹節(jié)樁），從而形成靜鉆根植樁.它具有承載力高、泥漿少和環(huán)境效應(yīng)低等優(yōu)點(diǎn)，是一種非擠土樁.

靜鉆根植樁的施工工藝中，植樁時(shí)鉆孔內(nèi)充滿流態(tài)的水泥土，將換熱管固定于管樁外側(cè)，與管樁一起沉入水泥土中，換熱管施工方便，而且下沉過程中有水泥土的保護(hù)，令其安全性能得到保證，植樁完成后即形成靜鉆根植能源樁［23］.靜鉆根植樁主要的施工工藝包括：

1）鉆孔和注漿.樁機(jī)定位后，利用特殊的鉆頭進(jìn)行鉆孔，在樁端進(jìn)行擴(kuò)頭.按照從樁端到樁側(cè)的順序注入水泥漿，鉆桿反復(fù)升降保證攪拌的均勻性，并控制鉆桿的提升速度.

2）接樁和換熱管制作.準(zhǔn)備場(chǎng)地提前接樁（接樁后每段樁長(zhǎng)可達(dá)30 m），減少植樁時(shí)的接頭數(shù)量，提高施工速度.制作換熱管端部接頭，將其與管樁端部進(jìn)行連接.

3）植樁和換熱管埋設(shè).吊機(jī)將管樁置于鉆孔上方，靠樁的自重沉入水泥土中.在管樁下沉過程中，將換熱管固定于管樁外側(cè)，兩者一同植入水泥土中.

4）換熱管的保護(hù).在樁頭附近，將換熱管套管保護(hù)和封口.

靜鉆根植能源樁技術(shù)能彌補(bǔ)能源鉆孔灌注樁和能源預(yù)制樁施工工藝的不足，具有施工方便、換熱效能高等特點(diǎn).NICHOLSON等［24-25］研究采用鋼管（型鋼）樁作為載體的能源樁，與其相比，靜鉆根植能源樁施工工藝更簡(jiǎn)單，換熱管間距更大，能效更高.

3 靜鉆根植能源樁工程應(yīng)用

3.1 工程概況

試驗(yàn)工程位于中國(guó)浙江省寧波市的某辦公樓，地上部分5層，地下1層，占地面積為8 407 m2.試驗(yàn)選用單樁單柱承臺(tái)形式的基樁，樁長(zhǎng)52 m，分為4段，上部3節(jié)（長(zhǎng)度分別為10、15和15 m）采用PHC500的普通預(yù)制管樁，最下面1節(jié)（長(zhǎng)度為12 m）采用PHDC550-400竹節(jié)樁［21］.場(chǎng)地屬于典型的軟土地基，持力層位于粉質(zhì)黏土層，土層的物理力學(xué)指標(biāo)如表1.場(chǎng)地土層以粉質(zhì)黏土和黏土為主，含水量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）均超過30%.通過熱響應(yīng)試驗(yàn)，巖土綜合導(dǎo)熱系數(shù)為1.64 W/（m·K）［21］.

表1 土體主要物理力學(xué)指標(biāo)Table 1 Physical mechanical parameters of soil

3.2 試樁制作及傳感器埋設(shè)

為分析基樁的熱力耦合特性，在樁身不同深度布置FBG應(yīng)變傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器.結(jié)合土層分布情況，傳感器共布置在7個(gè)截面（圖1）.

圖1 樁內(nèi)傳感器布置（單位：mm）Fig.1 Layout of sensors along pile（unit：mm）

為保證傳感器的成活率，在試樁預(yù)制階段同步開展傳感器的埋設(shè).在鋼筋籠制作階段，將傳感器綁扎在鋼筋籠上，并在主筋方向布設(shè)測(cè)試線路，如圖2.

圖2 試驗(yàn)樁制作及傳感器埋設(shè)步聚Fig.2 Procedure of pile fabrication and sensor embedding

3.3 換熱管埋設(shè)

換熱管采用直徑32 mm的高密度聚乙烯管.換熱管端部固定于樁端后，換熱管與管樁同步下沉，每隔3～4 m設(shè)置一固定卡扣［23］.沉樁完畢后，進(jìn)行通水試壓，以保證換熱管的安裝質(zhì)量.最后，在樁頭設(shè)置套管進(jìn)行保護(hù)密封處理，防止土、臟水和雜物等進(jìn)入換熱管.

3.4 地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)

待工程進(jìn)入地下室挖土階段，將換熱管及傳感器線接入試驗(yàn)房間，房間位于門衛(wèi)室，建筑面積約20 m2，層高4.8 m.地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)包括熱泵（含水泵）、空調(diào)末端機(jī)組和控制系統(tǒng).設(shè)備采用圣龍集團(tuán)的分體式地源熱泵系統(tǒng)（圖3）.空調(diào)系統(tǒng)額定制冷量為5.05 kW，輸入功率（制冷）為1.1 kW；額定制熱功率為4.9 kW，輸出功率（制熱）為1.30 kW.

圖3 地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)Fig.3 Central air-conditioning system of ground source heat pump

4 靜鉆根植能源樁現(xiàn)場(chǎng)熱力試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)方案

靜鉆根植能源樁沉樁完成后，先后開展了短期工況試驗(yàn)和長(zhǎng)期工況試驗(yàn)，試驗(yàn)方案見表2.試驗(yàn)1為熱響應(yīng)試驗(yàn)，由于施工工期和電力供應(yīng)原因，試驗(yàn)時(shí)間僅持續(xù)48 h，樁頂為自由端.采用MCGS熱響應(yīng)試驗(yàn)儀加熱，功率約為2.87 kW.試驗(yàn)2是建筑竣工后，對(duì)正常服役狀態(tài)下靜載荷根植樁開展的熱力耦合試驗(yàn)，此時(shí)樁頂承受建筑荷載的同時(shí)，還受到地基梁、承臺(tái)和混凝土墻體的約束作用.采用地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行加熱.

表2 試驗(yàn)方案Table 2 Test scheme

4.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

4.2.1 樁身溫度

試驗(yàn)過程中樁身溫度變化情況如圖4.隨著試驗(yàn)時(shí)間的推移，樁身溫度逐漸升高.短期試驗(yàn)時(shí)樁身最高溫度為27℃左右，而長(zhǎng)期試驗(yàn)的樁身最高溫度可達(dá)41℃左右，短期試驗(yàn)的樁身溫度分布比較均勻.長(zhǎng)期試驗(yàn)中，隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加，樁身土體的導(dǎo)熱性能存在差異，樁身上部的溫升要稍高于樁身下部，原因是樁身下部粉質(zhì)黏土的熱傳導(dǎo)系數(shù)要大于樁身上部的淤泥質(zhì)黏土和黏土，而且樁身下部的熱擴(kuò)散條件也較優(yōu).圖4（b）中，溫度沿樁身分布有波動(dòng)，原因可能是換熱管位于水泥土中，沉樁過程中換熱管位置有不確定性，樁身各部分溫度變化并非完全均勻；而且離換熱管越近，溫度傳感器測(cè)試值越高，因此樁身溫度測(cè)試結(jié)果表現(xiàn)為不均勻.

圖4 樁身溫度分布Fig.4 Temperature distribution along pile

4.2.2 性能系數(shù)

性能系數(shù)（coefficient of performance，COP）為

短期和長(zhǎng)期試驗(yàn)的COP變化情況如圖5.從試驗(yàn)結(jié)果看，試驗(yàn)開始階段COP均可達(dá)到5.0以上，隨著時(shí)間的增加，COP值逐漸降低，最后穩(wěn)定在一恒值.短期試驗(yàn)約為4.5，而長(zhǎng)期試驗(yàn)約為3.2.從長(zhǎng)期試驗(yàn)結(jié)果可以看出，試驗(yàn)開始階段，COP值變化非常明顯，5 d后下降速率逐漸減緩，第5 d的COP值約為4.0.與地源熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)相比，間歇運(yùn)行狀態(tài)下的COP值能有效得到提升.

圖5 COP值隨時(shí)間的變化Fig.5 COP values vs time

4.2.3 樁身軸向附加應(yīng)力

短期和長(zhǎng)期試驗(yàn)的樁身軸向附加應(yīng)力分布如圖6.從試驗(yàn)結(jié)果看，隨著時(shí)間的增加，樁身溫度附加應(yīng)力逐漸增大，但兩者的分布形式完全不同.短期試驗(yàn)時(shí)，樁頂自由無荷載，而且試驗(yàn)時(shí)間為試樁施工完成后2個(gè)月左右，樁端擴(kuò)大頭水泥土的強(qiáng)度較小，可以將其視為兩端自由.此時(shí)在升溫作用下，樁兩端的溫度應(yīng)變較大，而溫度附加應(yīng)力較小.樁身中部溫度應(yīng)變較小，約束較大，產(chǎn)生的溫度附加應(yīng)力較大，形成兩端小中間大的分布形式.48 h樁身最大附加溫度應(yīng)力達(dá)1.7 MPa.

長(zhǎng)期試驗(yàn)時(shí)，建筑已經(jīng)竣工，樁頂承受建筑荷載，樁端水泥土的強(qiáng)度也較大（因條件限制未開展水泥土的強(qiáng)度試驗(yàn)），可以將其視為兩端約束，樁頂受到地下室混凝土強(qiáng)度、地基梁和筏板的約束作用，其約束程度會(huì)大于樁端.根據(jù)試驗(yàn)階段樁頂位移監(jiān)測(cè)結(jié)果，樁頂位移可忽略，樁頂可視為完全約束條件.樁頂溫度應(yīng)變近似為零，樁端的溫度應(yīng)變較小，相應(yīng)的附加溫度應(yīng)力較大，同時(shí)樁端的附加溫度應(yīng)力也大于樁身中部.16 d樁身最大附加溫度應(yīng)力達(dá)6 MPa.同時(shí)，本試驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)［26］的試驗(yàn)結(jié)果也有較大差異.文獻(xiàn)［26］中的試驗(yàn)為試樁施工完成約5個(gè)月，此時(shí)樁端水泥土強(qiáng)度可能較低，樁端約束小.而本試驗(yàn)建筑已投入使用（試樁施工完成后1.5 a左右），樁端水泥土強(qiáng)度較大，樁端形成的約束也較大.可見，樁身軸向附加應(yīng)力的大小和分布形式與樁頂和樁端的約束條件密切相關(guān).

從不同試驗(yàn)工況來看，隨時(shí)間的增長(zhǎng)，樁身溫度變化趨勢(shì)逐漸減緩，14 d后基本保持不變，理論上樁身軸向附加應(yīng)力也基本保持不變［26］.圖6表明，大多數(shù)點(diǎn)的樁身軸向附加應(yīng)力在14 d后結(jié)果變化較小，但個(gè)別點(diǎn)（如3.05 m處）變化相對(duì)較大.其原因一方面可能是溫度會(huì)引起復(fù)雜的樁-土相互作用，樁身軸向附加應(yīng)力隨時(shí)間會(huì)逐步變化調(diào)整.樁身軸向附加應(yīng)力與混凝土強(qiáng)度相比較小，不會(huì)引起樁身混凝土的破壞，但是否會(huì)影響樁基的使用壽命還需要開展深入的研究；另一方面可能與傳感器的測(cè)試誤差相關(guān).

圖6 樁身軸向附加應(yīng)力Fig.6 Thermally induced axial stress along pile

4.2.4 樁側(cè)附加摩阻力

短期和長(zhǎng)期試驗(yàn)的樁側(cè)附加摩阻力分布如圖7.短期試驗(yàn)條件下，樁頂自由，樁端約束較小，溫度作用下樁兩端的溫度應(yīng)變較大，產(chǎn)生較大的樁土相對(duì)位移，會(huì)引起較大的附加摩阻力.但相對(duì)于樁頂，樁端的約束較大，因此樁端產(chǎn)生的附加摩阻力較大.附加樁側(cè)摩阻力零點(diǎn)（null point，NP）位于樁身30 m附近.零點(diǎn)以上樁側(cè)產(chǎn)生負(fù)摩阻力，零點(diǎn)以下樁側(cè)產(chǎn)生正摩阻力.

圖7 樁側(cè)附加摩阻力Fig.7 Mobilized shaft resistance along pile

長(zhǎng)期試驗(yàn)條件下，樁頂、樁端均承受較大的約束（樁頂約束大于樁端約束），在溫度荷載較小時(shí)（0～6 d），樁身上部主要產(chǎn)生向下的相對(duì)位移，產(chǎn)生正摩阻力.樁身的零點(diǎn)時(shí)刻變化，從1 d時(shí)的9 m逐漸發(fā)展到6 d時(shí)的34 m，與短期試驗(yàn)結(jié)果完全相反，此時(shí)樁頂承受了較大的約束.隨著溫度荷載的增大（6～16 d），受樁頂、樁端和樁側(cè)約束條件的影響，樁身零點(diǎn)逐漸從1個(gè)演變?yōu)?個(gè)，如16 d的樁身零點(diǎn)分別位于17、26和34 m附近.而且，樁端附近也產(chǎn)生負(fù)摩阻力，可見樁端擴(kuò)大頭的約束較大，可以推測(cè)試驗(yàn)階段樁端水泥土的強(qiáng)度較高，與短期試驗(yàn)階段有明顯的區(qū)別.

產(chǎn)生零點(diǎn)的原因是溫度引起的樁土相對(duì)位移為0.樁頂和樁端均存在較大約束的情況下，樁頂和樁端附近樁身在溫度作用下分別有向下和向上的位移趨勢(shì)；而樁頂樁端自由時(shí)溫度升高引起樁身上部產(chǎn)生向上的位移，樁身下部產(chǎn)生向下的位移.兩者疊加后樁土相對(duì)位移變化非常復(fù)雜，需進(jìn)一步深入分析和研究.

5結(jié)論

1）結(jié)合靜鉆根植樁的施工工藝的優(yōu)點(diǎn)，將換熱管固定于管樁外側(cè)，換熱管在樁側(cè)水泥土的保護(hù)下形成靜鉆根植能源樁，具有施工便利、換熱管間距大、能效高等優(yōu)點(diǎn).

2）與短期試驗(yàn)相比，長(zhǎng)期試驗(yàn)的樁身最高溫度較大，但短期試驗(yàn)的樁身溫度均勻性較好.

3）隨著時(shí)間的增加，試驗(yàn)COP值逐漸降低，最后趨于一恒值.

4）短期試驗(yàn)和長(zhǎng)期試驗(yàn)的樁身溫度附加應(yīng)力分布形式完全不同.短期試驗(yàn)呈現(xiàn)中間大兩端小，而長(zhǎng)期試驗(yàn)呈現(xiàn)中部小兩端大，而樁頂要大于樁端.樁身最大附加溫度應(yīng)力達(dá)6 MPa，設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮.

5）短期試驗(yàn)中，樁身存在一個(gè)附加側(cè)摩阻力的零點(diǎn)，而長(zhǎng)期試驗(yàn)零點(diǎn)位置和規(guī)律時(shí)刻變化，升溫16 d后樁身存在3個(gè)零點(diǎn).

6）樁身軸向附加溫度應(yīng)力和附加側(cè)摩阻力的分布形式與樁頂、樁端和樁側(cè)的約束條件密切相關(guān).因此，能源樁承載性狀與其施工工藝、服役狀態(tài)和約束條件等因素相關(guān).